【題目】從古至今,鐵及其化合物在人類生產(chǎn)生活中的作用發(fā)生了巨大變化。

(1)古代中國四大發(fā)明之一的司南是由天然磁石制成的,其主要成分是______(填字母序號)。

a. Fe b. FeO c. Fe3O4 d. Fe2O3

(2) 現(xiàn)代利用鐵的氧化物循環(huán)裂解水制氫氣的過程如下圖所示。 整個過程與溫度密切相關(guān), 當(dāng)溫度低于 570℃時,反應(yīng)Fe3O4(s)+4 CO(g) 3Fe(s)+4 CO2(g),阻礙循環(huán)反應(yīng)的進行。

① 已知:Fe3O4(s) + CO(g) 3FeO(s) +CO2(g) ΔH1 = +19.3 kJ·mol-1

3FeO(s) + H2O(g)Fe3O4(s) + H2(g) ΔH2 =-57.2 kJ·mol-1

C(s)+CO22CO(g) ΔH3 =+172.4 kJ·mol-1

鐵氧化物循環(huán)裂解水制氫氣總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是_________。

② 下圖表示其他條件一定時, Fe3O4(s)和 CO(g)反應(yīng)達(dá)平衡時 CO(g)的體積百分含量隨溫度的變化關(guān)系。

i. 當(dāng)溫度低于570℃時,溫度降低CO的轉(zhuǎn)化率____(填“增大”、“減小”或“不變”),理由是______

ii. 當(dāng)溫度高于570℃時,隨溫度升高,反應(yīng) Fe3O4(s) + CO(g) 3FeO(s) + CO2(g)平衡常數(shù)的變化趨勢是________;(填“增大”、“減小”或“不變”)1040℃時,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的數(shù)值是________。

(3)① 古老而神奇的藍(lán)色染料普魯士藍(lán)的合成方法如下:

復(fù)分解反應(yīng) ii 的離子方程式是_______________。

② 如今基于普魯士藍(lán)合成原理可檢測食品中 CN-,方案如下:

若試紙變藍(lán)則證明食品中含有 CN-,請解釋檢測時試紙變藍(lán)的原因_________。

(4)已知25℃時,Kap[Fe(OH)3]=4.0×10-38,此溫度下若在實驗室中配置100mL 5mol/LFeCl3溶液,為使配置過程中不出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象,則至少需要加入2mol/L的鹽酸_________mL(忽略加入鹽酸體積)。

【答案】cC(s) + H2O(g) =H2(g) + CO(g) ΔH = + 134.5 kJ· mol-1增大理由:當(dāng)溫度低于570℃時,溫度降低,CO的體積百分含量降低,可逆反應(yīng)Fe3O4+4COg3Fes+4CO2g 正向移動,故CO的轉(zhuǎn)化率增大增大43[Fe(CN)6]4- + 4Fe3+ =Fe4[Fe(CN)6]3堿性條件下,Fe2+ CN-結(jié)合生成[Fe(CN)6]4- ,Fe2+被空氣中 O2 氧化生成 Fe3+ ,[Fe(CN)6]4- Fe3+反應(yīng)生成普魯士藍(lán)使試紙顯藍(lán)色2.5

【解析】(1)古代中國四大發(fā)明之一的司南是由天然磁石制成的,磁鐵成分主要是四氧化三鐵,選c;
(2)①Ⅰ.Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g)H1═+19.3kJmol-1
.3FeO(s)+H2O(g)Fe3O4(s)+H2(g)H2═-57.2kJmol-1
.C(s)+CO2(g)2CO(g)H3═+172.4kJmol-1
依據(jù)蓋斯定律計算++得到鐵氧化物循環(huán)裂解水制氫氣總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式;C(s)+H2O(g)═H2(g)+CO(g)H═+134.5kJmol-1 ;
i. 當(dāng)溫度低于570時,溫度降低CO的轉(zhuǎn)化率增大;因為當(dāng)溫度低于570時,溫度降低,CO的體積百分含量降低,可逆反應(yīng)Fe3O4+4CO(g)3Fe(s)+4CO2(g) 正向移動,故CO的轉(zhuǎn)化率增大。

ii.高于570°C,隨溫度升高,反應(yīng)Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g)平衡正向進行,平衡常數(shù)的變化趨勢增大,1040時CO體積分?jǐn)?shù)為20%,結(jié)合三行計算列式計算得到平衡濃度,設(shè)起始濃度CO為1mol/L,消耗CO濃度為x
Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g)
起始量(mol/L) 1 0
變化量(mol/L) xx
平衡量(mol/L) 1-x x
=20%,x=0.8mol/L,K==4;
(3)[Fe(CN)6]4-和Fe3+反應(yīng)生成Fe4[Fe(CN)6]3藍(lán)色沉淀,反應(yīng)的離子方程式為:3[Fe(CN)6]4-+4Fe3+═Fe4[Fe(CN)6]3↓;
基于普魯士藍(lán)合成原理可檢測食品中CN-,堿性條件下,F(xiàn)e2+與CN-結(jié)合生成[Fe(CN)6]4-;Fe2+被空氣中O2氧化生成Fe3+;[Fe(CN)6]4-與Fe3+反應(yīng)生成普魯士藍(lán)使試紙顯藍(lán)色。

(4)若不出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象,則c(Fe3+)×C3(OH-)≤Ksp[Fe(OH)3],代入有關(guān)數(shù)據(jù)后可求出c(OH-)≤2×10-13mol/L,c(H+)≥0.05mol/L,則加入鹽酸的體積至少為=0.0025L=2.5mL。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】甲、乙兩同學(xué)欲分別完成“鈉與氯氣反應(yīng)”的實驗。

I.甲同學(xué)的方案為:取一塊綠豆大的金屬鈉(除去氧化層),用濾紙吸凈煤油,放在石棉網(wǎng)上,用酒精燈微熱。待鈉熔成球狀時,將盛有氯氣的集氣瓶抽去玻璃片后倒扣在鈉的上方(裝置如圖工)。該方案的不足之處有 。

.乙同學(xué)所采用的裝置如圖,回答下列問題:

(1)按圖組裝儀器、添加藥品,實驗開始后,先將濃鹽酸擠入試管,試管中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 待整套裝置中 后,點燃酒精燈。

(2)點燃酒精燈后,玻璃管中出現(xiàn)的現(xiàn)象是__________________。

(3)乙同學(xué)欲將虛框內(nèi)裝置改為圖III,所示裝置,并量多余氣體的體積。

為提高測量的準(zhǔn)確性,圖III,量氣管裝置中的液體可用 ;收集完氣體后并讀數(shù),讀數(shù)前應(yīng)進行的操作是冷卻至室溫并 。

若未冷卻至室溫立即按上述操作讀數(shù),則會導(dǎo)致所觀氣體的體積 (填“偏大”“偏小”或“無影響”,下同)。

果開始讀數(shù)時操作正確,最后讀數(shù)時俯視右邊量氣管液面,會導(dǎo)致所氣體的體積 。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的多樣性,決定了蛋白質(zhì)分子具有多種重要功能。如淀粉酶、胃蛋白酶在消化中的________功能,胰島素可以對糖類物質(zhì)的代謝具有________功能,免疫球蛋白在人體中的_________功能等。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知反應(yīng):C(s)H2O(g)CO(g)H2 (g) ΔH0, 某溫度下,向5 L密閉容器中加入2 mol C(s)1 mol H2O(g),t1 s時,CO的物質(zhì)的量為0.20 mol,到第t2 s時恰好達(dá)到平衡,此時CO的物質(zhì)的量為0.35 mol ,下列說法正確的是(

A. t1時改變的條件可能是使用催化劑

Bt1時改變的條件可能是增大 H2O 濃度

Ct1~t2這段時間內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速率 v(H2O)= 0.15/(t2-t1)

Dt2后繼續(xù)加入 2 mol C(s)平衡向正反應(yīng)方向移動

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】將16.1g某元素的含結(jié)晶水的硫酸鹽晶體,加熱后失去全部結(jié)晶水變?yōu)?.1g,該無水硫酸鹽的式量為142,則該晶體(AxH2O)中的x值為(

A.10 B.9 C.8 D.11

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】

1)寫出基態(tài)鎵原子的電子排布式 。

2)已知:無水氯化鋁在178℃升華,它的蒸氣是締合的雙分于(Al2Cl6),結(jié)構(gòu)如圖

締合雙分子Al2Cl6Al原子的軌道雜化類型是 。

3B原子的電子有 個不同的能級;晶體硼熔點為2300℃,則其為 晶體。

4)磷化硼(BP)是一種有價值的耐磨硬涂層材料,它是通過在高溫氫氣氛圍下(>750℃)三溴化硼和三溴化磷反應(yīng)制得。BP晶胞如圖所示。

畫出三溴化硼和三溴化磷的空間結(jié)構(gòu)式。

三溴化硼 三溴化磷

BP晶胞中B的堆積方式為 。

計算當(dāng)晶胞晶格參數(shù)為a pm(即圖中立方體的每條邊長為 a pm)時,磷化硼中硼原子和磷原子之間的最近距離 。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】高溫裂解法處理工業(yè)廢硫酸的原理為:2H2SO4(l)=2SO2(g)O2(g)2H2O(g) H=+ 550 kJ/mol,它由兩步反應(yīng)組成:

iH2SO4(l)=SO3(g)H2O(g)H=+177kJ/moliiSO3(g)分解。

(1)SO3(g)分解的熱化學(xué)方程式為________________。

(2)工業(yè)上常用SO2制備Na2S2O3,向0.1 mol/LNa2S2O3溶液中滴加稀硫酸的離子方程式為_________。

(3)反應(yīng)ii的△S_______________0(“>”、 “<”“=”)。

(4)對反應(yīng)ii,可用V2O5 作催化劑。已知:SO2V2O5SO3V2O4 K1、1/2O2V2O4V2O5 K2, 則在相同溫度下,2SO3(g)2SO2(g)O2(g)的平衡常數(shù) K=______________(K1、K2表示)。

(5) LL1、L2),X可分別代表壓強或溫度,右圖表示L一定時,反應(yīng)iiSO3(g)的平衡轉(zhuǎn)化率隨X的變化關(guān)系。

X代表的物理量是_________________;

②比較L1L2的大小_________________。

(6)維持體系總壓p恒定,在T oC時,物質(zhì)的量為9 mol、體積為2LSO3(g)發(fā)生反應(yīng):2SO3(g)2SO2(g)O2(g), 已知SO3的平衡轉(zhuǎn)化率25%,則在該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_____________(用最簡分?jǐn)?shù)表示)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在密閉容器中發(fā)生下列反應(yīng)aA(g)cC(g)+dD(g),壓縮容積到原來的一半,當(dāng)再次達(dá)到平衡時,D的濃度為原平衡的1.8倍,下列敘述正確的是(

AA的轉(zhuǎn)化率變大 B平衡向正反應(yīng)方向移動

CD的體積分?jǐn)?shù)變大 Da<c+d

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某實驗小組欲用酸性KMnO4H2C2O4反應(yīng)通過測定單位時間內(nèi)生成 CO2的量來探究影響反應(yīng)速率的因素,設(shè)計實驗方案如下:

實驗序號

A 溶液

B 溶液

20 mL 0.1 molL1 H2C2O4 溶液

30 mL 0.01 molL1 KMnO4 酸性溶液

20 mL 0.2 molL1 H2C2O4 溶液

30 mL 0.01 molL1 KMnO4 酸性溶液

(1)檢驗上圖裝置氣密性的最簡便方法為:____________。

(2)H2C2O4溶液與酸性 KMnO4溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________。

(3)該實驗探究的是___________因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,相同時間內(nèi)針筒中所得CO2的體積大小關(guān)系是___________(填實驗序號)。

(4)若實驗①在2 min末收集了4.48 mL CO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),則在2 min末,c(MnO4)=________(若忽略溶液混合前后體積的變化)。

(5)小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率總是如上右圖所示,積極探究t1t2時間內(nèi)速率變快的主要原因,提出假設(shè)可能是:①__________、②_________、③K+對該反應(yīng)有催化作用。

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